合成氨各工序工藝詳細(xì)流程

1、一、合成氨裝置工藝流程說(shuō)明合成氨裝置由一氧化碳變換、酸性氣體脫除、硫回收、氣體精制、合成氣 壓縮、氨合成、冷凍工序共 7 個(gè)工序組成。1一氧化碳變換工序工藝流程說(shuō)明來(lái)自煤氣化裝置的粗煤氣242.25C 6.25MPag進(jìn)入變換原料氣別離器S04101，別離夾帶的水分，再進(jìn)入煤氣過(guò)濾器S04102，除去煤氣中的其 他雜質(zhì)。凈化后的煤氣經(jīng)煤氣換熱器E04101加熱到280C左右，后進(jìn)第一 變換爐R04101進(jìn)展變換反響，出第一變換爐的高溫變換氣進(jìn)煤氣換熱器R04101丨換熱，在煤氣換熱器E04101中加熱煤氣化裝置來(lái)的粗煤氣，換 熱后的變換器進(jìn)入中壓廢熱鍋爐E04103中，在此，副產(chǎn)2.6MPaG

2、的中 壓飽和蒸汽，然后在 265C左右進(jìn)入第二變換爐R04102。第二變換爐R04103出來(lái)的變換氣經(jīng)過(guò)中壓廢鍋IIE04102調(diào)溫至260C左右后進(jìn)第三 變換爐R04103繼續(xù)進(jìn)展反響。出第三變換爐R04103的變換氣進(jìn)低壓廢 熱鍋爐E04105副產(chǎn)0.6MPaG的低壓飽和蒸汽，此時(shí)變換氣溫度降至 202C左右，進(jìn)入1#變換氣別離器S04104別離出冷凝液后，變換氣繼續(xù)進(jìn) 入鍋爐給水預(yù)熱器E04113降溫，在2#變換氣別離器S04104別離冷凝液 后進(jìn)入除鹽水預(yù)熱器IIE04107，在5#變換別離器S04110中別離出冷凝液 后繼續(xù)進(jìn)入除鹽水預(yù)熱器E04114中，此時(shí)溫度降至70C，經(jīng)3#變

3、換氣別離 器S04105后別離冷凝液，而后再進(jìn)入變換氣水冷器E04108，冷卻至40C 后進(jìn)入酸性氣體脫除工序。從1#、2#和5#別離器S04103、S04104、S04110出來(lái)的高溫冷凝液經(jīng)冷 凝液閃蒸槽S04109集合并閃蒸后，液相經(jīng)冷凝液泵IIP04103A/B丨加壓 后，直接送往煤氣化裝置。一氧化碳變換工序的低溫工藝?yán)淠?、低溫甲醇洗?lái)的洗氨水以及塔頂回 流液進(jìn)入冷凝液汽提塔上部冷凝液汽提塔操作壓力0.4MPaa，在冷凝液汽提 塔中用來(lái)自管網(wǎng)的低壓蒸汽汽提，從冷凝液汽提塔底部出來(lái)的汽提后工藝?yán)淠?液NH3含量小于10ppm，從冷凝液汽提塔頂部出來(lái)的氣體尾氣在汽提氣水冷器 E04109

4、中用循環(huán)水冷卻到 40C后進(jìn)尾氣別離器S04107，尾氣別離器 S04107別離出來(lái)的冷凝液一局部送到冷凝液汽提塔頂部作為回流液，約有 33-55%的冷凝液送氨法脫硫裝置，出汽尾氣別離器S04107的汽提尾氣送火 炬燃燒處理。變換催化劑的升溫硫化設(shè)置單獨(dú)的升溫硫化系統(tǒng)，升溫復(fù)原介質(zhì)經(jīng)過(guò)氮?dú)?鼓風(fēng)機(jī)B04101加壓后，經(jīng)開(kāi)工加熱爐F04101加熱至200-400C后進(jìn)入各 段變換爐對(duì)催化劑分別進(jìn)展升溫硫化，出各段變換爐的升溫硫化介質(zhì)經(jīng)過(guò)氮?dú)?冷卻器E04110后進(jìn)氮?dú)鈩e離器S04108，別離出液態(tài)水分后進(jìn)入氮?dú)夤娘L(fēng) 機(jī)形成循環(huán)，同事補(bǔ)充少量氮?dú)狻錃饧岸蚧?。另外，設(shè)有 CS 貯槽2T0410

5、1丨盛裝CS ,做升溫硫化用。22酸性氣體脫除工序工藝流程說(shuō)明HS和CO的吸收22從變換工序來(lái)的變換氣（流量253186Nm3/h，溫度40C），在5.87MPaA的 壓力下被送到甲醇洗裝置，先在變換氣洗氨塔C04207洗滌到NHV2ppm。洗 3 氨后的變換氣中含有飽和水，為防止變換氣中的水分在冷卻后凍結(jié)，需要向其 噴射注入少量的貧甲醇溶液。注射了貧甲醇的變換氣在原料氣冷卻器E04201中 與液氮洗來(lái)的冷合成氣、二氧化碳和尾氣換熱，冷凝后的甲醇與水的混合物從 原料氣別離罐S04201中別離出后進(jìn)入洗滌塔C04201,用甲醇洗滌以脫除酸性氣 體，當(dāng)凈化氣中CO20ppm，總硫VO.Ippm后送

6、往液氮洗裝置。洗滌塔分為上下塔,共四段,上塔為三段,下塔一段。從 P04204 泵出來(lái)的 貧甲醇溶液，經(jīng)水冷器E04218 , 1#甲醇冷卻器E04209 , 2#甲醇冷卻器 E04222，以及3#甲醇冷卻器E04208中換熱降溫至約-61.77C，進(jìn)入C04201塔 頂部作為洗滌液（流量 283832kg/h ）。上塔頂段為精洗段，以確保凈化氣指標(biāo)， 中間兩段為CO初洗段和主洗段，用經(jīng)段間換熱器E04205, E04206換熱冷卻后2的甲醇入主洗段-43.92C，入初洗段-43.30C在低溫下吸收氣體中的CO，2吸收了 CO 后的富甲醇在上塔底局部成兩局部，一局部送至下塔作為脫除2HS，CO

7、S等組分的洗滌液（約占50%，溫度-8.74 C）,另一局部經(jīng)換熱器2E04217、E04207和E04204與合成氣、富甲醇和氨蒸發(fā)換熱后降溫至-33C左右 進(jìn)入閃蒸罐S04203，在1.75MpaA壓力下進(jìn)展閃蒸。吸收HS后的甲醇溶液由 下塔底部排出，經(jīng)換熱器 E04219、E04207 和 E04203 分別與二氧化碳?xì)?、富?醇和氨蒸發(fā)換熱后進(jìn)入閃蒸罐S04202，在1.75MpaA壓力下進(jìn)展閃蒸。S04203和S04202的閃蒸氣集合后并與液氮洗來(lái)的循環(huán)氫混合后經(jīng)循環(huán)氣 壓縮機(jī)K04201增壓送至洗氨塔后本工序的原料氣中，以回收有用組分H。2（2） H S 的濃縮2從 S04203

8、底部引出的含 CO 不含硫的甲醇液，經(jīng)節(jié)流減壓進(jìn)入 C04202 塔2頂部，閃蒸出大局部 CO 氣體，其液體作為 C04202 和 C04203 塔上部的回流2液，洗滌含硫甲醇解析出的HS組分，回流液流量分配通過(guò)FV-04209調(diào)整，以2確保離開(kāi) C04202 塔頂部產(chǎn)品 CO 氣和 C04203 塔頂部尾氣中硫含量達(dá)標(biāo)；從2S04202 底部引出的含硫甲醇液經(jīng)節(jié)流減壓分別進(jìn)入 CO 解析塔 C04202 中段(流2量 51166kg/h，用 FV-04208 調(diào)整)和 H?S 濃縮塔 C04203 上塔(流量 204662kg/h ), 在此局部將CO和HS從甲醇中解析出來(lái)。22收集于 C0

9、4202 塔下部塔盤上的甲醇液，經(jīng)液位控制 LV-04225 閥送到 C04203 塔上塔底部。進(jìn)入 C04203 上塔的三股溶液經(jīng)減壓氣提解析出大局部CO ，由于 CO 解析吸熱，使其溫度降至整個(gè)系統(tǒng)最低。該低溫甲醇液收集于 22C04203 塔中部集液盤上，經(jīng) P04201 泵加壓送至 2#甲醇冷卻器 E04208 和洗滌塔 段間冷卻器E04206回收冷量后溫度升高，進(jìn)入S04207閃蒸罐閃蒸。S04207閃 蒸出的氣體后進(jìn)入 C04202 塔下部，甲醇液經(jīng) P04202 泵加壓并在 E04207 中換熱 升溫后也進(jìn)入C04202塔下部。C04202塔底部的甲醇液經(jīng)LV-04223閥節(jié)流膨

10、脹 進(jìn)入C04203下塔中部，進(jìn)一步被減壓氣提。為使甲醇液中的CO進(jìn)一步得到解析，濃縮HS,在C04203塔底部通入低22壓氮(12500Nm3/h)，用N 氣破壞原系統(tǒng)的氣液平衡，降低CO在氣相中的分22壓，使液相中的 CO 進(jìn)一步向氣相中釋放。經(jīng) C04203 塔解析出的 CO 隨著氣22提N作為尾氣由塔頂送出。2(3)甲醇熱再生從 C04203 塔底部出來(lái)的甲醇液中含有系統(tǒng)幾乎全部的 H S 和少量 CO ，經(jīng) 泵 P04203 增壓和 JF04202 過(guò)濾后，在 1#甲醇冷卻器 E04209 和熱再生塔進(jìn)料加 熱器E04210中加熱后進(jìn)入熱再生塔C04204，經(jīng)甲醇蒸汽加熱氣提再生后，

11、硫 化物和剩余 CO 隨甲醇蒸汽由塔頂排出。甲醇蒸汽在水冷器 E04212 中冷卻后入2熱再生塔回流罐 S04206，局部冷凝下的甲醇別離出來(lái)，經(jīng)泵P04206送至C04204塔頂作為回流液。S04206罐的氣體繼續(xù)在E04214和氨冷器E04213冷卻 后入 S04205 罐，冷凝下的甲醇送至 C04203 底部回收，而氣體局部循環(huán)至C04203，局部經(jīng)E04214升溫后送至界外硫回收。經(jīng) C04204 再生后的甲醇由塔底送出。塔底貯罐有隔板將其分為冷區(qū)和熱 區(qū)，熱區(qū)側(cè)用再沸器 E04211 提供熱量，冷熱區(qū)在塔外有連通管，熱區(qū)的甲醇溶 液經(jīng)泵 P04205 抽出，在貧甲醇過(guò)濾器 JF042

12、01 中過(guò)濾，然后大局部甲醇溶液與 從冷區(qū)底出來(lái)的甲醇液集合在E04210中換熱降溫后到甲醇貯罐S04204，而小局 部甲醇在E04216中換熱后進(jìn)入甲醇/水別離塔C04205頂部作為該塔的回流液。 S04204中的甲醇經(jīng)泵 P04204升壓后，在水冷器 E04218，1#甲醇冷卻器 E04209，2#甲醇冷卻器E04222，以及3#甲醇冷卻器E04208中換熱降溫至約- 61.77C，進(jìn)入C04201塔頂部作為洗滌液。出E04218的貧甲醇有一小局部作為 注射甲醇送至 E04201 前的原料氣管線。甲醇/水別離從原料氣別離罐S04201底部引出的含水甲醇在換熱器E04216中與C04204

13、塔底來(lái)的貧甲醇換熱，經(jīng) S04208 閃蒸后進(jìn)入 C04205 塔，參與蒸餾。從塔 C04206底部來(lái)的甲醇水溶液經(jīng)水循環(huán)泵P04207加壓，在E04220中換熱升溫后 進(jìn)入C04205塔參與蒸餾；該塔的塔頂回流液為來(lái)自泵P04205出口經(jīng)E04216換 熱的那一小局部貧甲醇。C04205塔頂產(chǎn)生的甲醇蒸汽直接送往C04204塔參與 再生，塔底的蒸餾水經(jīng)E04220回收熱量后，作為廢水排放CHOHW0.01%3送至污水處理；C04205塔由再沸器E04215提供熱量來(lái)維持塔的熱平衡。CO 氣和尾氣水洗2從C04203塔頂出來(lái)的低溫尾氣，經(jīng)氮?dú)饫鋮s器 E04221、2#甲醇冷卻器 E04222、

14、原料氣冷卻器E04201回收冷量溫度升高后進(jìn)尾氣水洗塔C04206，同時(shí)產(chǎn)自 C04202 塔的低溫 CO 氣，經(jīng) E04219 和 E04201 回收冷量升溫后大局部送 2往CO?壓縮機(jī)，多余局部并入尾氣中，用塔頂來(lái)的脫鹽水流量4800 kg/h洗 滌，為防止洗滌后尾氣中所含的飽和水冷凝，可局部尾氣 50%的左右進(jìn) C04206。尾氣水洗塔頂?shù)玫椒吓欧艠?biāo)準(zhǔn)的尾氣排放至大氣。硫回收工序工藝流程說(shuō)明來(lái)自甲醇洗工序的酸性氣經(jīng)酸氣加熱器用蒸汽加熱至140C,進(jìn)入HS主燃2燒爐Z05101，在HS主燃燒爐Z05101中，酸性氣和一定比例配入的氧氣2混合發(fā)生燃燒，并與爐另一股酸氣發(fā)生HS的克勞斯反響。

15、2在燃燒爐中主要反響的反響式為：HS+1/2O S + HO2 2 2HS + 3/2O SO +HO2 2 2 2出爐的高溫氣體在廢熱鍋爐 E05101 與鍋爐軟水換熱，生成 0.6MPa 飽和蒸 汽，并在此別離出液態(tài)的硫。從廢熱鍋爐出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)一級(jí)過(guò)程氣加熱器升 溫至240C進(jìn)入一級(jí)克勞斯反響器R05101A床層進(jìn)展催化轉(zhuǎn)化反響，反響器裝 填硫回收多功能催化劑,在反響器中主要的化學(xué)反響式如下：2H S+SO 3/XS +2H O2 2 X 2COS+H OH S+CO222CS +2H O2H S+CO2 2 2 2反響后的氣體進(jìn)入一級(jí)硫冷凝器降溫至160C回收硫磺，脫硫后的氣體進(jìn)入 二

16、級(jí)過(guò)程氣加熱器用中壓蒸汽加熱至220C左右進(jìn)入二級(jí)反響器進(jìn)展二段催化 反響。在反響器中主要的化學(xué)反響式如下：2H S+SO 3/XS +2H O2 2 X 2反響氣出反響器后進(jìn)入二級(jí)硫冷凝器降溫至160C回收硫磺,脫硫后的氣體 進(jìn)入三級(jí)過(guò)程氣加熱器用中壓蒸汽加熱至 200C左右進(jìn)入三級(jí)反響器進(jìn)展三段 催化反響。在反響器中主要的化學(xué)反響式如下：2H S+SO T/XS +2H O22X 2反響氣出反響器后進(jìn)入三級(jí)硫冷凝器至130C回收硫磺，冷凝后的氣體進(jìn)入硫磺捕集器別離殘存的液硫后，尾氣和液氮洗裝置送過(guò)來(lái)的燃料氣以及煤氣 化裝置送過(guò)來(lái)的貧酸性氣一起送去燃燒爐燃燒，燃燒爐出口設(shè)置廢熱鍋爐產(chǎn)生 中壓

17、蒸汽，尾氣降溫至180C左右送往鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)。來(lái)自硫回收工序的熱態(tài)液體硫磺經(jīng)過(guò)過(guò)濾器進(jìn)入硫磺造粒機(jī)G48101，呈液 滴狀滴落到運(yùn)行的冷卻鋼帶上冷卻成形，顆粒直徑為36mm。冷卻固化后的顆 粒進(jìn)入包裝機(jī)貯斗，貯斗下來(lái)硫磺進(jìn)入包裝機(jī)的秤上料斗，經(jīng)半自動(dòng)包裝機(jī)組 L48101 稱量、灌袋、封口、包裝后的成品袋裝硫磺由人工送入庫(kù)碼垛貯存。外 運(yùn)時(shí)由人工拆垛裝車。氣體精制工序工藝流程說(shuō)明來(lái)自酸性氣體脫除工序 30C,5.31Mpag的合成氣，進(jìn)入分子篩吸附器Z04301A和Z04301B，在分子篩吸附器中，微量CO和甲醇雜質(zhì)被分子篩2吸附，這是為了防止液氮洗單元的堵塞。分子篩吸附器有 2 臺(tái)，1

18、臺(tái)處于吸附 狀態(tài)，另一臺(tái)處于再上狀態(tài)兩臺(tái)吸附器自動(dòng)切換使用。吸附器單元采用低壓 氮?dú)庾鳛榉肿雍Y的再生氣，在生氣首先在在生氣加熱器E04301中的氮?dú)庥?中壓蒸汽加熱至約220C，經(jīng)分子篩后，進(jìn)入再生氣冷卻器E04302冷卻至30C 后送低溫甲醇洗裝置作為 HS 濃縮塔的氣提氣，被吸附的甲醇被回收到甲醇循2環(huán)系統(tǒng)。吸附后的凈化氣進(jìn)入低溫段的冷箱，使熱量滲透減至最小。在原料氣/ 高壓氮?dú)饫鋮s器u E04305中氣體被氣體逆流冷卻然后進(jìn)入氮洗塔C04301。在氮洗塔CO4301中，氣體中的Ar、CO和CH等雜質(zhì)被液氮4溶解吸收，從塔底排出。含有約15mol%N的凈化氣從塔頂離開(kāi)。2為滿足合成氣中的

19、H:N =3:1 的要求，需補(bǔ)入的高壓氮?dú)庠诘珰饫鋮s器22EO4303I和原料氣/高壓氮?dú)饫鋮s器E04304中用冷工藝物流冷卻，然 后進(jìn)展液氮洗。原料氣/高壓氮?dú)饫鋮s器IE04304下游的氮分成兩股。一局 部繼續(xù)在原料氣/高壓氮?dú)饫鋮s器UE04305中冷卻液化為洗滌氮，經(jīng)調(diào)節(jié)閥 進(jìn)入氮洗塔C04301。在氣體混合器M04301丨中，另一局部氮作為配比氮 經(jīng)調(diào)節(jié)閥返回到來(lái)自C04301塔頂被E04305再熱的合成氣中M04301上游合成 氣中 H:N 高于 3:1。合成氣在 EO4304 中加熱并分成兩局部，一局部在酸性氣22體脫除工序被加熱，另一局部在 E04303 中被加熱，被加熱后兩局部合

20、成氣合成 一股，通過(guò)直接調(diào)節(jié)高壓氮?dú)馐估湎涑隹诤铣蓺庵?H:N =3:1，然后送往合成氣22壓縮工序。離開(kāi)C04301的液體減壓去氫氣別離器SO4301進(jìn)展閃蒸。閃蒸氣中的H含量約為1%。在換熱器E04305，EO4304和EO4303中被加熱，經(jīng)酸性氣體2脫除工序的循環(huán)氣壓縮機(jī)循環(huán)，使氫得到回收。氫氣別離器SO4301別離出 液體減壓后，在換熱器 EO4305，EO4304 和 EO4303 中換熱，最后離開(kāi)液氮洗 工序送入硫回收裝置尾氣燃燒爐燃燒處理。將高壓氮?dú)庾⑷雰艋瘹鈦?lái)補(bǔ)充冷量 的損失，以維持低壓。系統(tǒng)所需的大局部冷量通過(guò)氫氣別離器SO4301丨的液 體的膨脹和蒸發(fā)產(chǎn)生。進(jìn)料氣采用上述

21、描述的方法減壓產(chǎn)生的冷量缺乏以進(jìn)展 低溫別離。系統(tǒng)所需冷量缺乏局部由液氮在 EO4305 中蒸發(fā)提供。氣相從液相 中別離出來(lái)后在換熱器 EO4305，EO4304 和 EO4303 中加熱。純氮可以在大氣 中釋放或者繼續(xù)用于冷箱。為了滿足開(kāi)停車的需要，系統(tǒng)設(shè)置平安排放局部，包含緩沖罐D(zhuǎn)O4302 和火炬氣體加熱器EO4306，將也氮洗裝置中的冷物料收集起來(lái)，采用低壓蒸 汽加熱后送火炬。合成氣壓縮工序工藝流程說(shuō)明由氮洗單元來(lái)的約5.03MPaG,30C, 68605血/h的氫氮合成氣，經(jīng)一道帶旁 路的電動(dòng)閥后進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)103-J第一級(jí)葉輪，經(jīng)前八級(jí)葉輪壓縮后的合成 氣與從120-C返回的來(lái)

22、的約14.7 MPaG,26C，186620 kg/h的循環(huán)氣集合后，經(jīng) 第九級(jí)葉輪壓縮至約15.4MPaG，46.8C，255980 kg/h進(jìn)入103-J出口管線送 出。103-J設(shè)置了二條防喘管線。一條是從120-C返回的來(lái)循環(huán)氣在進(jìn)103-J三 段入口前由防喘閥PV5320控制返回二段入口；另一條是從116-C冷卻器出口由 PV5310控制的返回一段入口。以上二條防喘振回路用于103-J的防喘操作與負(fù) 荷調(diào)節(jié)。103-J在三段出口和入口之間設(shè)了一個(gè)平衡閥 HV5340，在壓縮機(jī)充壓時(shí)平 衡三段入口與出口之間壓力。在103-J 段入口管線上配置有平安閥PIV-SG1411,經(jīng)排放管線去火

23、炬總 管。在103-J三段出口管線上另設(shè)有經(jīng)PV5330閥去124-C的小循環(huán)管線；去機(jī) 組的高壓工藝氣密封管線；并設(shè)有PRV-103J平安閥，經(jīng)排放管線去火炬總管。另外壓縮機(jī)組在一段出口和三段出口設(shè)了二個(gè)停車泄壓放空閥 PV5319和 PV5341 ；放空氣送火炬。氨合成工序工藝流程說(shuō)明由氣體精制來(lái)的新鮮合成氣經(jīng)合成氣壓縮機(jī)進(jìn)口緩沖槽153-D進(jìn)入合成 氣壓縮機(jī)103-J，新鮮氣先經(jīng)壓縮段加壓，壓縮后氣體經(jīng)段間冷卻后再與進(jìn)出 塔熱交換器(121-C)來(lái)的循環(huán)氣集合進(jìn)合成氣壓縮機(jī)循環(huán)段，混合氣最終壓縮至 15.5MPaA出合成氣壓縮機(jī)。壓縮后合成氣經(jīng)進(jìn)出塔熱交換器121-C預(yù)熱后 進(jìn)氨合成塔105-D丨反響。出氨合成塔反響氣溫度約 441度，氨含量約 20%，經(jīng)高壓鍋爐給水預(yù)熱器123-C回收熱量后，反響氣再進(jìn)入合成塔進(jìn) 出口換熱器預(yù)熱進(jìn)塔121-C。合成氣再經(jīng)水冷器124-C及組合式氨冷器 120-C冷凝冷卻至0度后，進(jìn)高壓氨別離器146-D別離冷凝的液氨，分 氨后的循環(huán)氣經(jīng)組合式氨冷器120-C回收冷